DASP (Defect and Dopant ab-initio Simulation Package)是一款半導體缺陷和雜質性質的第一性原理計算模擬軟件包，該軟件包能針對輸入的半導體晶體結構，基于材料基因組數據庫和第一性原理軟件包，自動計算并輸出半導體的熱力學穩定性，缺陷和雜質形成能及離化能級，半導體樣品中缺陷、雜質和載流子濃度及費米能級，關鍵缺陷和雜質誘導的光致發光譜、載流子輻射和非輻射俘獲截面及少子壽命。

針對任一半導體，DASP軟件可以計算給出如下性質：熱力學穩定性、元素化學勢空間的穩定范圍、缺陷（含雜質，下同）形成能、缺陷轉變能級、各生長條件下的費米能級、載流子和缺陷濃度、缺陷的光致發光譜、缺陷對載流子的俘獲截面、輻射和非輻射復合速率等。

本期將給大家介紹DASP 雙鈣鈦礦材料穩定性的快速計算預測 5.5.1.2 的內容。

5.5.1.2. 計算與分析

host結構的總能計算（與MP參數保持一致）：

TSC模塊將使用MaterialsProject數據庫提供的輸入參數（INCAR，KPOINTS，POTCAR）對用戶給定的原胞做結構優化和靜態計算，該計算得到的總能與MP數據庫的總能是可比的。此步驟是為了得到影響Cs2AgBiCl6穩定性的關鍵雜相。通過目錄可以看到：

從Cs2AgBiCl6/tsc/2tsc.out中也可以看到程序的運行日志，即產生輸入文件、relaxation1、relaxation2、static、數據提取等步驟。

穩定性與關鍵雜相快速分析：

TSC模塊將搜尋MP數據庫上所有與Cs2AgBiCl6相競爭的雜項，根據本步驟的輸出文件materials_info.yaml可以發現，所有考慮到的雜項包括：

通過DFT計算的Cs2AgBiCl6的總能與MP數據庫中雜相的總能，判斷出Cs2AgBiCl6是穩定的。

隨后，程序將計算獲取影響Cs2AgBiCl6穩定性最關鍵的雜相，本例中包括Ag、Cs、Bi、Cl2、AgCl、CsAgCl2、Cs3BiCl6、CsAgCl3、Cl2Cs3Bi2Cl9 。在2tsc.out中可看到相關的信息：

同時，materials_info.yaml文件中也有此信息輸出：

host與雜相結構的總能計算：

由于該目標化合物是穩定的，因此在確定關鍵雜相后，TSC模塊還做第二階段的分析與計算，即將根據用戶提供的贗勢路徑中的POTCAR文件，按level=1計算Cs2AgBiCl6及以上各類關鍵雜相的總能。2tsc.out如下：

若有發現存在任務計算出錯，可自行修改第一性計算所需相關參數，如INCAR或KPOINTS等文件內容，然后再次運行具體可參考常見問題板塊。

化學勢的計算：

根據DFT計算的總能，計算Cs2AgBiCl6的形成能和化學勢穩定區間，TSC模塊給出8個化學勢的端點值，寫入dasp.in:

在2tsc.out可以看到程序執行完畢的輸出：

對于三元與四元的化合物，TSC模塊將輸出穩定區域圖像，及穩定區域各端點處的化學勢。對于二維圖像，通過目錄可以看到：

目錄Cs2AgBiCl6/tsc/2d-figures/中的四個文件分別是兩次計算與分析過程中繪制的穩定區域圖像以及圖像中各端點處的化學勢。

查看文件stable_2d.out與fig-Cs2AgBiCl6.png。圖fig-Cs2AgBiCl6.png的橫縱坐標分別是圖中所標識元素的化學勢，陰影區域則是目標化合物的穩定區域，其邊界的每一條線是相應所標識材料恰好處于形成與未形成的臨界情況下的化學勢曲線，這是第一次計算與分析過程輸出的圖像。

Cs2AgBiCl6的穩定區域圖（來自MP數據庫）

查看文件stable_recalc_2d.out與fig-Cs2AgBiCl6_recalc.png，這是第二次計算與分析過程輸出的數據與圖像。

Cs2AgBiCl6的穩定區域圖（來自第二階段計算）

對于三維圖像，通過目錄可以看到：

目錄Cs2AgBiCl6/tsc/3d-figures/中的四個文件分別是兩次計算與分析過程中繪制的穩定區域圖像以及圖像中各端點處的化學勢。

查看文件stable.out與fig-Cs2AgBiCl6_3d.png。圖fig-Cs2AgBiCl6_3d.png中所標識三種元素的化學勢構成三個坐標軸，紅色線條包圍區域為Cs2AgBiCl6的三維穩定區域，這是第一次計算與分析過程輸出的圖像，該區域各點坐標可通過文件stable.out獲取。

Cs2AgBiCl6的三維穩定區域圖（來自MP數據庫）

查看文件stable_recalc_3d.out與fig-Cs2AgBiCl6_3d_recalc.png，這是第二次計算與分析過程輸出的數據與圖像。

Cs2AgBiCl6的三維穩定區域圖（來自第二階段計算）

審核編輯 ：李倩